ПОДВОДНЫЙ БЕСПРОВОДНОЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК Российский патент 2024 года по МПК H04B1/02 

Описание патента на изобретение RU2826224C1

Предлагаемое устройство относится к области систем, сетей и устройств телекоммуникаций и радиотехники в подводной беспроводной системе связи и может быть использовано в радиоприемных, радиопередающих и телекоммуникационных системах и устройствах, где требуется организовать подводный беспроводной акустический канал связи (ПБАКС).

Достигаемый технический результат устройства направлен на организацию ПБАКС между подводными беспроводными акустическими приемопередатчиками (ПБАПП) как в зоне прямой видимости (режим точка-точка), так и между ПБАПП, которые не находятся в зоне прямой видимости (режим транзитного узла). ПБАПП характеризуется также низкой себестоимостью устройства, минимальным энергопотреблением и модульностью.

Это достигается тем, что ПБАПП может работать в режиме ожидания, приема, передачи или транзитного узла. Низкая себестоимость устройства достигается за счет использования отечественных комплектующих. Минимальное потребление энергии аккумуляторной батареи в устройстве достигается тем, что во время работы ПБАПП блоки, не работающие в соответствующем режиме ПБАПП, отключены от блока питания. Модульность ПБАПП достигается тем, что он состоит из отдельных функциональных блоков, каждый из которых выполняет определенныефункции, операции или процессы под управлением управляющего устройства (УУ).

Основную роль при осуществлении сеанса связи в ПБАКС выполняет приемопередающее устройство. От его работы зависит качество передаваемой и принимаемой информации.

Существует множество различных подводных акустических приемопередающих устройств (ПАППУ), обобщенная структурная схема которых содержит [1-6] блок питания, блок управления и синхронизации с памятью, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, передающую часть, приемную часть, гидрофон, громкоговоритель, порт для подключения компьютера или переносного накопителя. Память используется для сохранения необходимых данных для работы ПАППУ или собранных данных в процессе исследования. Передающая часть состоит из модулятора, кодера, фильтра и генераторного оборудования, а приемная часть включает в себя демодулятор, декодер, фильтр и генераторное оборудование.

Современные ПАППУ потребляют слишком много энергии, в связи с чем уменьшается автономное время работы ПАППУ. Это является главным недостатком, который необходимо устранить [6, 7].

Структурная схема разрабатываемого устройства изображена на фиг.1 состоит из гидрофона 1, аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), кодер 3, модулятор 4, УУ 5, блок светодиодов 6, ключ 7, блок управляемых ключей 8, блок питания 9, громкоговоритель 10, усилитель 11, цифро-аналоговый преобразователь 12 (ЦАП), декодер 13, демодулятор 14 и USB порт 15.

Гидрофон принимает акустический сигнал из ПБАКС от пользователя, громкоговоритель передает акустический сигнал в ПБАКС к пользователю. Усилитель предназначен для усиления акустического сигнала перед отправкой его в ПБАКС к пользователю через громкоговоритель. АЦП и ЦАП преобразуют аналоговый акустический сигнал в цифровой и наоборот, соответственно. В кодере и декодере происходит кодирование и декодирование цифрового акустического сигнала, соответственно. В модуляторе и демодуляторе цифровой кодированный акустический сигнал модулируется и демодулируется, соответственно. УУ с памятью обеспечивает контроль, синхронизацию, правильную и последовательную работу всех блоков ПБАПП. Память для хранения данных располагается в УУ. Блок питания состоит из аккумуляторной батареи и набора преобразователей напряжения для питания всех блоков ПБАПП. Блок управляемых ключей позволяет подавать или отключать питание от блока питания к блокам ПБАПП. USB порт для подключения компьютера или переносного накопителя предназначен для загрузки или считывания необходимых данных или для программирования блоков ПБАПП. Ключ позволяет подключить питание на блок светодиодов. Блок светодиодов позволяет определить неисправность блоков ПБАПП.

Разрабатываемый ПБАПП может работать в четырех режимах: ожидания, передачи, приема или транзитного узла. Переключение ПБАПП в любой из трех режимов работы производится дистанционно, по команде на УУ.

Работа ПБАПП в режиме ожидания.

В режиме ожидания в ПБАПП к блоку питания подключены только гидрофон и УУ. Все остальные блоки ПБАПП не подключены к блоку питания. При поступлении управляющего акустического сигнала (УАС) из ПБАКС от пользователя на гидрофон ПБАПП выходит из режима ожидания. УАС с выхода гидрофона поступает на УУ. УУ определяет режим работы ПБАПП и подает команду на блок управляемых ключей для подключения питания на блоки, работающие в заданном режиме. После подключения питания к блокам ПБАПП переходит в заданный режим работы.

Работа ПБАПП в режиме передачи.

Из ПБАКС от пользователя на гидрофон поступает УАС, в котором содержится информация, что ПБАПП работает в режиме передачи. Начинается сеанс связи, ПБАПП переходит из режима ожидания в режим передачи. С выхода гидрофона принятый УАС передается в УУ. УУ после определения режима работы ПБАПП передает команду в блок управляемых ключей на подключение питания блоков, работающих в режиме передачи. Питание подключается к АЦП, кодеру, модулятору, усилителю и громкоговорителю. После подключения всех блоков к питанию УУ передает УАС о готовности к работе ПБАПП. УАС поступает от УУ непосредственно на усилитель, где он усиливается и по командам УУ передается на вход громкоговорителя и с выхода громкоговорителя в ПБАКС к пользователю.

Акустический сигнал, который необходимо отправить в ПБАКС к пользователю, поступает на вход гидрофона. С выхода гидрофона принятый акустический сигнал по команде УУ поступает на вход АЦП. В АЦП происходит преобразование аналогового акустического сигнала в цифровой акустический сигнал. По команде УУ цифровой акустический сигнал с выхода АЦП поступает на вход кодера. В кодере происходит кодирование цифрового акустического сигнала и по команде УУ цифровой кодированный акустический сигнал с выхода кодера поступает на вход модулятора. В модуляторе цифровой кодированный акустический сигнал модулируется. По команде УУ с выхода модулятора цифровой кодированный модулированный акустический сигнал поступает на вход усилителя. В усилителе происходит усиление цифрового кодированного модулированного акустического сигнала и по команде УУ с выхода усилителя цифровой кодированный модулированный акустический сигнал поступает на вход громкоговорителя. По команде УУ цифровой кодированный модулированный акустический сигнал с выхода громкоговорителя передается в ПБАКС к пользователю.

После завершения передачи акустического сигнала на ПБАПП передается УАС о завершении сеанса связи в режиме передачи ПБАПП. При получении УАС УУ ПБАПП посылает команду на блок управляемых ключей об отключении от питания всех блоков, задействованных в работе ПБАПП врежиме передачи. На этом сеанс связи в режиме передачи закончен, ПБАПП переходит из режима передачи в режим ожидания.

Работа ПБАПП в режиме приема.

Из ПБАКС от пользователя на гидрофон поступает УАС, в котором содержится информация, что ПБАПП работает в режиме приема. Начинается сеанс связи, ПБАПП переходит из режима ожидания в режим приема. С выхода гидрофона принятый УАС передается в УУ. УУ после определения режима работы ПБАПП передает команду в блок управляемых ключей на подключение питания блоков, работающих в режиме приема. Питание подключается к демодулятору, декодеру, ЦАП, усилителю и громкоговорителю. После подключения всех блоков к питанию УУ передает УАС о готовности к работе ПБАПП. УАС поступает от УУ непосредственно на усилитель, где он усиливается и по командам УУ передается на вход громкоговорителя и с выхода громкоговорителя в ПБАКС к пользователю.

Цифровой кодируемый модулированный акустический сигнал поступает из ПБАКС или от пользователя на гидрофон БПАПП. По команде УУ принятый цифровой кодированный модулированный акустический сигнал с выхода гидрофона поступает на демодулятор. В демодуляторе осуществляется демодуляция цифрового кодированного модулированного акустического сигнала. С выхода демодулятора по команде УУ цифровой кодированный акустический сигнал поступает на вход декодера. В декодере происходит раскодирование сигнала. По команде УУ цифровой акустический сигнал с выхода декодера поступает на вход ЦАП. В ЦАП цифровой акустический сигнал преобразуется в аналоговый акустический сигнал и по командам УУ с выхода ЦАП поступает на усилитель, где он усиливается и передается на вход громкоговорителя. По команде от УУ аналоговый акустический сигнал с выхода громкоговорителя передается пользователю.

После завершения приема цифрового кодированного модулированного акустического сигнала на ПБАПП передается УАС о завершении сеанса связи в режиме приема ПБАПП. При получении УАС УУ посылает командуна блок управляемых ключей об отключении от питания всех блоков, задействованных в работе ПБАПП в режиме приема. На этом сеанс связи в режиме приема закончен, ПБАПП переходит из режима приема в режим ожидания.

Работа ПБАПП в режиме транзитного узла.

Из ПБАКС от пользователя на гидрофон поступает УАС, в котором содержится информация, что ПБАПП работает в режиме транзитного узла. Начинается сеанс связи, ПБАПП переходит из режима ожидания в режим транзитного узла. С выхода гидрофона принятый УАС передается в УУ. УУ после определения режима работы ПБАПП передает команду в блок управляемых ключей на подключение питания к усилителю и громкоговорителю. После подключения усилителя и громкоговорителя к питанию УУ передает УАС о готовности к работе ПБАПП. УАС поступает от УУ непосредственно на усилитель, где он усиливается и по командам УУ передается на вход громкоговорителя и с выхода громкоговорителя в ПБАКС к пользователю.

Поступивший цифровой кодированный модулированный акустический сигнал с выхода гидрофона по команде УУ передается на вход усилителя. В усилителе сигнал усиливается и по команде УУ передается с выхода усилителя на вход громкоговорителя. По команде УУ с выхода громкоговорителя сигнал передается в ПБАКС к пользователю.

После завершения приема цифрового кодированного модулированного акустического сигнала на ПБАПП передается УАС о завершении сеанса связи в режиме транзитного узла ПБАПП. При получении УАС УУ посылает команду на блок управляемых ключей об отключении от питания усилителя и громкоговорителя. На этом сеанс связи в режиме транзитного узла закончен, ПБАПП переходит из режима транзитного узла в режим ожидания.

Функция проверки качества акустического сигнала.

Для обеспечения качества принятого и передаваемого акустического сигнала в БПАПП реализована функция проверки работы блоков ПБАПП. УУ БПАПП передающей стороны посылает УАС на проверку качества передаваемого акустического сигнала. УУ ПБАПП через гидрофон принимает УАС о проверке качества акустического сигнала и передает команду в блок управляемых ключей о подключении питания всех блоков ПБАПП. После подключения всех блоков к питанию УУ посылает УАС о готовности к проверке качества акустического сигнала.

УУ ПБАПП передающей стороны посылает проверочный акустический сигнал, который поступает на гидрофон. По командам УУ ПБАПП проверочный акустический сигнал проходит по следующим блокам. С выхода гидрофона проверочный акустический сигнал поступает на демодулятор. С выхода демодулятора передается на вход декодера, а с выхода декодера на вход ЦАП. С выхода ЦАП проверочный акустический сигнал поступает на вход АЦП, далее на кодер и затем на модулятор. С выхода модулятора проверочный акустический сигнал передается на вход усилителя, где проверочный акустический сигнал усиливается. С выхода усилителя проверочный акустический сигнал передается на вход громкоговорителя. С выхода громкоговорителя по команде УУ ПБАПП проверочный акустический сигнал передается на гидрофон ПБАПП передающей стороны.

В ПБАПП передающей стороны, принятый проверочный акустический сигнал с выхода гидрофона по командам УУ передается на демодулятор, декодер и ЦАП. С выхода ЦАП полученный акустический сигнал поступает в УУ ПБАПП. В УУ принятый проверочный акустический сигнал сравнивается с отправленным. Если сигналы одинаковые, то УУ отправляет УАС о продолжении сеанса связи. Если сигналы не одинаковые, то УУ передает УАС о настройке блоков ПБАПП, отвечающих за качественный прием сигнала. После настройки блоков ПБАПП сеанс проверки качества акустического сигнала повторяется. Если отправленный проверочный акустический сигнал повторно не будет одинаковый с принятым проверочным акустическим сигналом, то УУ ПБАПП передающей стороныотправляет УАС о самодиагностике. Самодиагностика выполняется на ПБАПП как передающей стороны, так и принимаемой стороне проверочным акустическим сигналом.

Получив УАС о самодиагностике УУ ПБАПП передает команду в блок управляемых ключей о подключении к питанию всех блоков ПБАПП. После подключения всех блоков ПБАПП к питанию УУ подает проверочный акустический сигнал на вход АЦП. После преобразования аналогового акустического сигнала в цифровой акустический сигнал поступает с выхода АЦП в УУ, где хранится эталонный сигнал. В УУ сравнивается эталонный сигнал и цифровой акустический сигнал с выхода АЦП. Если сигналы одинаковые, то УУ передает команду о передаче цифрового акустического сигнала с выхода АЦП на вход кодера. По командам УУ в кодере цифровой акустический сигнал кодируется и цифровой кодируемый акустический сигнал с выхода декодера передается в УУ. В УУ полученный цифровой кодируемый акустический сигнал сравнивается с эталонным сигналом. Если после сравнения сигналы одинаковые, то УУ посылает команду о передаче цифрового кодированного акустического сигнала на вход модулятора. Процедура сравнения эталонного сигнала и полученного с выхода функционального блока ПБАПП проверочного акустического сигнала продолжается на всех блоках ПБАПП.

Если после самодиагностики не было обнаружено ошибок, то УУ ПБАПП передает УАС о завершении самодиагностики и повторной проверке качества акустического сигнала.

Если во время самодиагностики ПБАПП УУ обнаружило ошибку на функциональном блоке ПБАПП, то УУ посылает команду о перезапуске и настройке блока, в котором была обнаружена ошибка. После перезапуска в блоке осуществляется настройка всех параметров под свойства ПБАКС. Когда блок завершит настройку, УУ запускает повторную проверку акустического сигнала на неисправном блоке.

В случае если после повторной проверки эталонный сигнал и проверочный акустический сигнал с неисправного блока совпадают, УУ дает команду на продолжение самодиагностики и проверочный акустический сигнал передается к следующему блоку.

В случае если после повторной проверки эталонный сигнал и проверочный акустический сигнал с неисправного блока не совпадают, то УУ записывает в память название неисправного блока. Далее УУ посылает команду на продолжение процедуры сравнения эталонного сигнала и проверочного акустического сигнала на всех блоках ПБАПП. Если во время продолжения проверки акустического сигнала еще на одном блоке ПБАПП обнаружена ошибка, то УУ записывает в память название и этого неисправного блока ПБАПП. При этом предыдущая запись сохраняется. Когда проверка всех блоков ПБАПП завершится, УУ передает в ПБАПП на передающую сторону УАС о неисправности ПБАПП.

После замены неисправного блока в ПБАПП все предыдущие ошибки из памяти стираются.

Определение неисправности в ПБАПП

Определить неисправности в ПБАПП можно двумя способами:

1. Подключиться к УУ ПБАПП через USB порт и считать название неисправных блоков из памяти.

2. В случае, когда нет возможности подключиться к ПБАПП через USB порт, в нем организовано считывание информации о неисправности через светодиодную индикацию.

При обнаружении неисправности в ПБАПП необходимо нажать на Ключ, что обеспечит питанием блок светодиодов. При подключении питания к блоку светодиодов УУ подает команду о том, какой блок ПБАПП вышел из строя. По команде УУ светодиоды начинают моргать и по индикации можно определить какой блок неисправен.

При исправной работе ПБАПП светодиод загорится зеленным цветом.

При неисправности блока питания или разряда аккумуляторной батареи светодиоды гореть не будут.

При неисправности блока ПБАПП сначала загорается красный светодиод, а затем моргает желтый светодиод. Количество загораний желтого светодиода показывает какой блок неисправен.

При неисправности гидрофона желтый светодиод моргает один раз.

При неисправности АЦП желтый светодиод моргает два раза.

При неисправности кодера желтый светодиод моргает три раза.

При неисправности модулятора желтый светодиод моргает четыре раза.

При неисправности демодулятора желтый светодиод моргает пять раз.

При неисправности декодера желтый светодиод моргает шесть раз.

При неисправности ЦАП желтый светодиод моргает семь раз.

При неисправности усилителя желтый светодиод моргает восемь раз.

При неисправности громкоговорителя желтый светодиод моргает девять раз.

При неисправности блока управляемых ключей желтый светодиод моргает десять раз.

При неисправности УУ красный светодиод моргает три раза.

При неисправности двух и более блоков ПБАПП светодиоды моргают в первую очередь для первого неисправного блока, а потом для второго неисправного блока. Например, вышли из строя блоки АЦП и ЦАП, тогда загорается красный светодиод и моргает желтый светодиод два раза, затем загорается красный светодиод и желтый светодиод моргает семь раз. Для повторного запроса информации о неисправности необходимо нажать на ключ еще раз.

Уменьшение расхода заряда аккумуляторной батареи достигается тем, что во время работы ПБАПП не все его функциональные блоки подключены к блоку питания. В режиме ожидания к блоку питания подключены только гидрофон и УУ. При работе ПБАПП в режиме передачи работает только передающая часть, а в режиме работы приема - только приемная часть. Врежиме транзитного узла задействованы только гидрофон, усилитель и громкоговоритель. Эти качества ПБАПП позволяют снизить потребляемую энергию с аккумуляторной батареи, а, следовательно, значительно увеличить время автономной работы ПБАПП.

Модульность ПБАПП достигается тем, что каждый функциональный блок представляет собой устройство, отвечающее за выполнение и работу определенных функций ПБАПП. Модульность ПБАПП позволяет производить быстрый ремонт неисправных блоков ПБАПП. Ремонт можно осуществлять в любом удобном месте, при этом нет необходимости привозить ПБАПП в авторизированный сервисный центр. Ремонт ПБАПП заключается в простой замене неисправного блока на исправный блок.

Также модульность ПБАПП позволяет менять блоки, которые имеют характеристики для определенного ПБАКС. Например, при организации сеанса связи на мелководье и глубоководье используется разная модуляция. При работе ПБАПП на мелководье устанавливается тип блоков модулятора и демодулятора, которые позволяют организовать работу в данном ПБАКС.А при работе ПБАПП на глубоководье блоки модулятора и демодулятора меняются на тип блоков модулятора и демодулятора, которые позволяют организовать работу в данном ПБАКС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе описан ПБАПП, который может работать в одном из режимов: ожидания, передачи, приема или транзитного узла. При работе в одном из режимов блоки, отвечающие за работу других режимов, отключены от блока питания. Это позволит снизить энергопотребление аккумуляторной батареи, в результате чего увеличивается время автономной работы ПБАПП.

Новым в работе ПБАПП является возможность организовать передачу информации в режиме транзитного узла. Режим транзитного узла предназначен для увеличения расстояния приема-передачи. Дополнительный транзитный узел также необходим, если на линии, соединяющей два приемопередатчика, находится естественная или искусственная преграда. Врежиме транзитного узла ПБАПП принимает акустический сигнал от первого приемопередатчика и передает усиленный акустический сигнал на второй приемопередатчик, между которыми нет прямой видимости.

ПБАПП выполняется из отдельно функционирующих блоков, каждый из которых выполняет определенные функции, характерные только для него, и является конструктивно законченным устройством. При выходе из строя любого блока БПАПП возможна оперативная замена его на исправный блок. Также ПБАПП позволяет менять блоки, которые имеют характеристики для определенного ПБАКС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Stojanovic, М. Underwater acoustic communications: design consideration on the physical layer / M. Stojanovic // 2008 Fifth Annual Conference on Wireless On Demand Network Systems and Services (WONS 2008).-P. 1-10.

2. Абрамов, C.C. Краткий обзор подводной беспроводной акустической связи / С.С.Абрамов, Е.С.Абрамова, И.И. Павлов, М.С.Павлова // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2023). XII Международная научно-техническая и научно-методическая конференция; сборник научных статей в 4 т.- СПб.: СПбГУТ, 2023.-Т. 1.-С.13-17.

3. Cui, J.-H. The Challenges of Building Scalable Mobile Underwater Wireless Sensor Networks for Aquatic Applications / J.-H. Cui, J. Kong, M. Gerla, S. Zhou // IEEE Network. - 2006. - Vol. 20. - №3. - P. 12-18.

4. Sanchez, A. A low cost and high efficient acoustic modem for underwater sensor networks / A. Sanchez, S. Blanc, P. Yuste, J. J. Serrano// in Proc. IEEE-Spain OCEANS. Santander. Spain. - Jun. 2011. - P. 1-10.

5. Николаев, A.E. Мобильный гидроакустический навигационный комплекс / A.E. Николаев, А.А. Голов // Вестник науки и образования Северо-Запада России. - 2015. - Т. 1, №1. - С. 239-243.

6. Трошина, Е.Ю. Гидроакустический канал передачи данных / Е.Ю. Трошина // Наука без границ. - 2020. - №6(46). - с. 101-106.

7. Jiang, Z. Н. Underwater acoustic networks-issues and solutions / Z. H. Jiang // Int. J. Intell. Control Syst. - 2008. - vol. 13, - №3, - P. 152-161.

Похожие патенты RU2826224C1

название год авторы номер документа
КОДЕР, ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ 2009
  • Жидков Сергей Викторович
RU2409897C1
ЦИФРОВОЙ МОДЕМ КОМАНДНОЙ РАДИОЛИНИИ ЦМ КРЛ 2013
  • Максимов Владимир Александрович
  • Абрамов Александр Владимирович
  • Злочевский Евгений Матвеевич
  • Захаров Юрий Егорович
  • Осокин Василий Викторович
  • Аджемов Сергей Сергеевич
  • Аджемов Сергей Артемович
  • Лобов Евгений Михайлович
  • Воробьев Константин Андреевич
  • Кочетков Юрий Анатольевич
RU2548173C2
ЦИФРОВОЙ МОДЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ РАДИОЛИНИИ ЦМ ИРЛ 2013
  • Максимов Владимир Александрович
  • Абрамов Александр Владимирович
  • Злочевский Евгений Матвеевич
  • Захаров Юрий Егорович
  • Осокин Василий Викторович
  • Аджемов Сергей Сергеевич
  • Аджемов Сергей Артемович
  • Лобов Евгений Михайлович
  • Воробьев Константин Андреевич
  • Кочетков Юрий Анатольевич
RU2583715C2
Радиостанция, обеспечивающая противодействие системам извлечения информации 2021
  • Золотарев Владимир Алексеевич
RU2758499C1
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ ПО АВАРИЙНОЙ ЦИФРОВОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПЕРЕДАЧИ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ 2011
  • Саитов Игорь Акрамович
  • Мясин Константин Игоревич
  • Трегубов Роман Борисович
  • Жидков Сергей Анатольевич
RU2485688C2
Автоматизированная оросительная система 1988
  • Елохов Владимир Иванович
SU1551290A1
СИСТЕМА ЦИФРОВОГО ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ 1993
  • Волков Борис Иванович
RU2103839C1
Способ снижения эффективности систем извлечения информации, использующих индивидуальную структуру излучаемых сигналов 2021
  • Золотарев Владимир Алексеевич
  • Кудрявцев Олег Александрович
RU2768255C1
ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА РАДИОВЕЩАНИЯ 1992
  • Волков Борис Иванович
RU2048704C1
СИСТЕМА ЦИФРОВОГО СТЕРЕОФОНИЧЕСКОГО РАДИОВЕЩАНИЯ 1991
  • Волков Борис Иванович
RU2019041C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 826 224 C1

Реферат патента 2024 года ПОДВОДНЫЙ БЕСПРОВОДНОЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК

Предлагаемое устройство относится к области систем, сетей и устройств телекоммуникаций и радиотехники в подводной беспроводной системе связи и может быть использовано в радиоприемных, радиопередающих и телекоммуникационных системах и устройствах, где требуется организовать подводный беспроводной акустический канал связи (ПБАКС). Технический результат: организация ПБАКС между подводными беспроводными акустическими приемопередатчиками (ПБАПП) как в зоне прямой видимости, так и между ПБАПП, которые не находятся в зоне прямой видимости, также ПБАПП характеризуется низкой себестоимостью, минимальным энергопотреблением и модульностью. Сущность: ПБАПП может работать в режиме ожидания, приема, передачи или транзитного узла. Низкая себестоимость достигается за счет использования отечественных комплектующих. Минимальное потребление энергии достигается тем, что не работающие блоки не подключены к блоку питания. Модульность ПБАПП достигается тем, что он состоит из отдельных блоков. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 826 224 C1

Подводный беспроводной акустический приемопередатчик (ПБАПП) для организации подводного беспроводного акустического канала связи (ПБАКС) в радиоприемных, радиопередающих и телекоммуникационных системах и устройствах, отличающийся тем, что ПБАПП выполнен с возможностью организовать ПБАКС как в зоне прямой видимости между ПБАПП, так и между ПБАПП, которые не находятся в зоне прямой видимости, с возможностью работать в режиме ожидания, приема, передачи или транзитного узла, с возможностью отключать от аккумуляторной батареи блоки, которые не работают в заданном режиме ПБАПП, при этом ПБАПП выполнен с возможностью организовать передачу акустического сигнала в режиме транзитного узла, с возможностью организовать ПБАКС между двумя ПБАПП, когда присутствует естественная или искусственная преграда между ПБАПП, а также с возможностью принять акустический сигнал от передающего ПБАПП, усилить акустический сигнал и передать на приемный ПБАПП, причем ПБАПП выполняется с возможностью реализации модульности функциональных блоков ПБАПП, каждый функциональный блок осуществляет определенные функции, операции или процессы под управлением управляющего устройства (УУ); модульность ПБАПП реализована с возможностью замены функциональных блоков с характеристиками и функциями, свойственными только для ПБАКС, где организуется сеанс связи между ПБАПП, при этом ПБАПП содержит гидрофон 1, аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), кодер 3, модулятор 4, УУ 5, демодулятор 14, декодер 13, цифро-аналоговый преобразователь 12 (ЦАП), усилитель 11, громкоговоритель 10, USB порт 15, блок питания 9, блок управляемых ключей 8, блок светодиодов 6 и ключа 7; блок управляемых ключей исполнен с возможностью подключать функциональные блоки ПБАПП, работающие в заданном режиме работы ПБАПП, к блоку питания, и отключать функциональные блоки ПБАПП, неработающие в заданном режиме работы ПБАПП, от блока питания; в режиме ожидания ПБАПП к блоку питания через блок управляемых ключей подключены только УУ и гидрофон, в режиме приема ПБАПП к блоку питания через блок управляемых ключей подключены УУ, гидрофон, ЦАП, декодер, демодулятор, усилитель и громкоговоритель, в режиме передачи ПБАПП к блоку питания через блок управляемых ключей подключены УУ, гидрофон, АЦП, кодер, модулятор, усилитель и громкоговоритель, в режиме транзитного узла ПБАПП к блоку питания через блок управляемых ключей подключены УУ, гидрофон, усилитель и громкоговоритель; в ПБАПП осуществлена возможность проверки качества принятого и передаваемого акустического сигнала, с возможностью отправки проверочного акустического сигнала от передающего ПБАПП к приемному ПБАПП, в приемном ПБАПП проверочный акустический сигнал по командам УУ передается с гидрофона на демодулятор, далее на декодер, ЦАП, АЦП, кодер, модулятор, усилитель, громкоговоритель и возвращается обратно на передающий ПБАПП, с возможностью осуществления сравнения отправленного и принятого акустических сигналов для выявления ошибки при передаче акустического сигнала по ПБАКС, с возможностью продолжать сеанс связи, когда отправленный и принятый акустические сигналы совпадают, и произвести настройку функциональных блоков ПБАПП, и произвести повторную проверку качества акустического сигнала, когда отправленный и принятый акустические сигналы не совпадают; при повторной проверке качества акустического сигнала, когда отправленный и принятый акустические сигналы не совпадают, осуществляется самодиагностика ПБАПП, с возможностью отправки проверочного акустического сигнала из УУ на каждый функциональный блок ПБАПП поочередно, с возможностью осуществлять сравнение полученного на выходе функционального блока ПБАПП проверочного акустического сигнала с эталонным акустическим сигналом, хранящимся в УУ, что дает возможность определить неисправный функциональный блок ПБАПП и записать информацию о неисправном функциональном блоке в память УУ, функция определения неисправности ПБАПП осуществлена посредством светодиодной индикации, реализующейся с использованием ключа, с возможностью подключения питания на блок светодиодов, что дает возможным представить информацию о неисправном блоке загоранием или миганием соответствующим цветом светодиодов, с возможностью определить неисправность функционального блока с использованием подключения к ПБАПП через USB порт.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2826224C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЕШЕНИЯ ПУСКА ОТВЕТЧИКА СТАРТСТОПНОГО ТЕЛЕГРАФНОГО АППАРАТА 1948
  • Исачков В.Г.
SU82972A1
Экранное устройство для центрации при рентгенотерапии 1961
  • Сулькин А.Г.
  • Тарабрин Н.И.
SU144952A1
ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 2001
  • Бетелин В.Б.
  • Капустин Г.И.
  • Кокурин В.А.
  • Корякин Ю.А.
  • Лисс А.Р.
  • Немытов А.И.
  • Першин А.С.
  • Рыжиков А.В.
  • Челпанов А.В.
  • Шалин С.А.
RU2207620C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ СО СЛОЖНЫМ ЗАКОНОМ МОДУЛЯЦИИ 2001
  • Смирнов Владимир Алексеевич
  • Горохов Юрий Григорьевич
  • Малютин Николай Васильевич
  • Козлов Виктор Николаевич
RU2293356C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ МАЯК-ОТВЕТЧИК ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ И ВЕРТИКАЛЬНОМУ УГЛУ 2011
  • Литвиненко Сергей Леонидович
RU2492498C2
Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося подводного источника звука, измерения азимутального угла на источник звука и горизонта источника звука в мелком море 2018
  • Касаткин Борис Анатольевич
  • Касаткин Сергей Борисович
RU2687886C1
Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося подводного источника звука, измерения пеленга на источник звука и горизонта источника звука в мелком море в инфразвуковом диапазоне частот 2022
  • Касаткин Сергей Борисович
  • Касаткин Борис Анатольевич
RU2795375C1
CN 113343964 В, 10.06.2022.

RU 2 826 224 C1

Авторы

Павлов Иван Иванович

Даты

2024-09-06Публикация

2023-11-24Подача